論文の概要: Detecting dynamical quantum phase transition via out-of-time-order correlations in a solid-state quantum simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.06333v1
• Date: Fri, 17 Jan 2020 14:28:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-10 13:13:09.251534
• Title: Detecting dynamical quantum phase transition via out-of-time-order correlations in a solid-state quantum simulator
• Title（参考訳）: 固体量子シミュレータにおける時間外相関による動的量子相転移の検出
• Authors: Bing Chen, Xianfei Hou, Feifei Zhou, Peng Qian, Heng Shen, and Nanyang Xu
• Abstract要約: 逆場イジングモデルにおける非平衡相転移を検出するために, 時間外相関器を使用できることを示す。 このプロトコルのさらなる応用は、多くの身体局在化や、量子系と重力系のホログラフィック双対性のテストなど、エキゾチックな現象以外の研究を可能にする可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.059058714600607
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum many body system in equilibrium can be effectively characterized using the framework of quantum statistical mechanics. However, nonequilibrium behaviour of quantum many body systems remains elusive, out of the range of such a well established framework. Experiments in quantum simulators are now opening up a route towards the generation of quantum states beyond this equilibrium paradigm. As an example in closed quantum many body systems, dynamical quantum phase transitions behave as phase transitions in time with physical quantities becoming nonanalytic at critical times, extending important principles such as universality to the nonequilibrium realm. Here, in solid state quantum simulator we develop and experimentally demonstrate that out-of-time-order correlators, a central concept to quantify quantum information scrambling and quantum chaos, can be used to dynamically detect nonoequilibrium phase transitions in the transverse field Ising model. We also study the multiple quantum spectra, eventually observe the buildup of quantum correlation. Further applications of this protocol could enable studies other of exotic phenomena such as many body localization, and tests of the holographic duality between quantum and gravitational systems.
• Abstract（参考訳）: 平衡状態の量子多体系は、量子統計力学の枠組みを用いて効果的に特徴づけることができる。 しかし、量子多体系の非平衡挙動は、そのような確立された枠組みの範囲内において解明され続けている。 量子シミュレータの実験は、現在この平衡パラダイムを超えて量子状態の生成への道を開く。 閉量子多体系における例として、動的量子相転移は、臨界時に物理量が非解析的になる時間における相転移として振る舞い、普遍性などの重要な原理を非平衡領域に拡張する。 ここで、固体量子シミュレータにおいて、量子情報のスクランブルと量子カオスを定量化する中心概念である時間外相関器が、横場イジングモデルにおける非平衡相転移を動的に検出できることを示す。 また、複数の量子スペクトルを研究し、最終的には量子相関の蓄積を観測する。 このプロトコルのさらなる応用は、多くの身体局在化や量子系と重力系のホログラフィック双対性のテストのような、エキゾチックな現象以外の研究を可能にする。

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